(57)【要約】【課題】車両横方向の加速度やロールの発生に対して乗員の姿勢を保持するものは、提案されていない。【解決手段】  車両に生じたロールをロール角速度センサ３０により検出し、所定以上のロールレートで車両がロールし、ロール角ＲＡが上限値以上となると、入力ポート５６から姿勢保持エアバッグ２２の高速制御弁４６に指示を与え、高速制御弁４６を開弁する。この結果、高圧のエアがエアバッグ本体４８内に流れ込み、姿勢保持エアバッグ２２のエアバッグ本体４８は、膨張・展開されて、助手席の乗員の姿勢を保持する。なお、横方向の加速度が小さい場合や、乗員がシートベルト２４を装着しているときや着座していないときには、姿勢保持エアバッグ２２を非動作状態とする。また、姿勢保持エアバッグ２２の動作条件をロールレートＲＲとロール角θとから決めることもできる。【選択図】図３
2007204046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の横方向に加わる加速度を検出する横加速度検出手段と、
該検出された加速度に基づいて算出された値が所定値以上となったとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする姿勢保持具能動手段と
を備える車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項２】
車両のロール状態を検出するロール状態検出手段と、
該検出された車両のロール状態が所定の状態となったとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする姿勢保持具能動手段と
を備えた車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
車輌の前後軸周りの回転角速度であるロールレートを検出するロールレート検出手段を備えると共に、
前記ロール状態検出手段は、車輌のロール状態として、前記ロールレートが所定以上の場合のロール角を検出する手段であり、
前記姿勢保持具能動手段は、該ロール角の大きさに基づいて前記姿勢保持具を能動状態とする
車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項４】
請求項２記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
前記ロール状態検出手段は、車輌のロール状態として、車輌前後軸周りの回転角速度であるロールレートと回転角度であるロール角とを検出する手段であり、
前記姿勢保持具能動手段は、該ロールレートおよび該ロール角の関係に基づいて前記姿勢保持具を能動状態とする
車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
前記乗員を座席に拘束する拘束具の装着状態を検出する拘束具装着状態検出手段と、
該拘束具装着状態検出手段の検出結果に基づいて、該拘束具が装着されていると判断された場合には、前記姿勢保持具能動手段の動作を禁止する禁止手段と
を備えることを特徴とする車両用姿勢補助装置。
【請求項６】
請求項１または２記載の車両用乗員姿勢保持装置において、
乗員の座席への着座の状態を検出する着座検出手段と、
該着座検出手段の検出結果に基づいて、乗員が着座していないと判断された場合には、前記姿勢保持具能動手段の動作を禁止する禁止手段と
を設けたことを特徴とする車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項７】
前記姿勢保持具は、エアバッグである請求項１または２記載の車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項８】
乗員近傍の車体側壁部材に、該乗員の該側壁方向の動きを規制する規制部材を設けた請求項１または２記載の車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項９】
請求項８記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
前記規制部材は、車両内側から該側壁方向の力が加えられたとき、下側の変形量が上側の変形量よりも相対的に大きな構造を有する車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項１０】
請求項９記載の車両用乗員姿勢補助装置であって、
前記規制部材は、該側壁部材の内部に略水平方向に架設された複数本の部材からなり、上側の部材の剛性が下側の部材の剛性より高く設定された車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項１１】
前記上側の部材の少なくとも一本が、アームレストとして形成された請求項１０記載の車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項１２】
乗員近傍の車体側壁を、車両内側から該側壁方向への力が加えられたとき、下側の変形量が上側の変形量よりも相対的に大きな構造とした車両用乗員姿勢補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用乗員姿勢補助装置に関し、特に車両にロールなどよる横方向の加速度が加わった場合の乗員の姿勢補助を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用乗員姿勢補助装置は、エアバッグのように衝突など車両進行方向の衝撃により動作するものが知られている。他方、従来の車両用乗員姿勢補助装置では、車両旋回時や車両にロールが発生した際などに乗員に作用する横方向の力、つまり横加速度に対しては特別な対処はされていない。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２７７１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動車の利用者は、ますます多様化しており、例えば高齢者や身体障害者などが乗車した場合を考えると、旋回により大きな加速度に対して、身体を支えるために健常者が通常払っている程度の対応（上半身を傾けたり、体の一部に力を入れたり）でさえ、長期間に亘って繰り返し行なうことは負担になる場合が考えられる。
【０００５】
本発明は、上記問題点等を解決するためになされ、車両の進行方向に交差する方向の加速度に対して、乗員の姿勢を保持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するため本発明の車両用乗員姿勢補助装置は、
車両の横方向に加わる加速度を検出する横加速度検出手段と、
該検出された加速度に基づいて算出された値が所定値以上となったとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする姿勢保持具能動手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この車両用乗員姿勢補助装置は、車両の横方向に加わる加速度に基づいて算出された値が所定値以上となったとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする。従って、横方向の加速度が加わった場合には、姿勢保持具により姿勢が保持されることになり、車両横方向に加速度か加わる条件下でも、乗員は快適かつ安全に乗車することが可能となる。なお、加速度に基づいて算出された値とは、加速度そのものでも良いし加速度の微分値など加速度に基づいて求められた値でもよい。更には、加速度のその演算値とから求めた値などを用いることも可能である。
【０００８】
また、本発明の第２の車両用乗員姿勢補助装置は、
車両のロール状態を検出するロール状態検出手段と、
該検出された車両のロール状態が所定の状態となったとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする姿勢保持具能動手段と
を備えたことを要旨としている。この車両用乗員姿勢補助装置によれば、姿勢保持具の動作を、車両に搭載されたロールセンサを利用して行なうことが可能となる。
【０００９】
この車両用乗員姿勢補助装置において、車輌の前後軸周りの回転角速度であるロールレートを検出し、車輌のロール状態として、前記ロールレートが所定以上の場合のロール角を検出し、このロール角の大きさに基づいて前記姿勢保持具を能動状態とする構成、あるいは車輌のロール状態としてロールレートとロール角とを検出し、該ロールレートおよび該ロール角の関係に基づいて前記姿勢保持具を能動状態とする構成などを考えことができる。前者の構成では、ロール状態の検出が容易であり、後者の構成では、姿勢保持が必要となるロール状態の判断をより正確に行なうことができる。
【００１０】
また、これらの車両用乗員姿勢補助装置において、乗員を座席に拘束する拘束具、例えばシートベルトなどの装着状態を検出する拘束具装着状態検出手段と、該拘束具装着状態検出手段の検出結果に基づいて、該拘束具が装着されていると判断された場合には、前記姿勢保持具能動手段の動作を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とするものも好適である。この車両用乗員姿勢補助装置は、他の拘束具が装着されている場合には、姿勢保持具を能動状態としないよう、姿勢保持具能動手段の動作を禁止する。従って、両者が同時に能動状態となることがない。
【００１１】
また、乗員の座席への着座の状態を検出する着座検出手段と、該着座検出手段の検出結果に基づいて、乗員が着座していないと判断された場合には、前記姿勢保持具能動手段の動作を禁止する禁止手段とを設けたことを特徴とする構成も好適である。この場合には、乗員が着座していない座席については、姿勢保持具は能動状態となることがなく、無駄な動作を省くことができる。
【００１２】
ここで、姿勢保持具としては、エアバッグを用いることができる。エアバッグとしては、繰り返し動作可能な可逆的な構造を取ることもできるし、横方向の加速度によっては、非可逆的な構造のものを用いることも可能である。
【００１３】
これらの構成に加えて、乗員近傍の車体側壁部材に、該乗員の該側壁方向の動きを規制する規制部材を設けることも好適である。横方向の加速度により力を受けた乗員の身体が車室内の側壁側に押しつけられたとき、上述した姿勢保持具の働きによる姿勢保持のみならず、側壁部材に設けられた規制部材により、それ以上の動きが規制され、姿勢の保持が容易となる。
【００１４】
この構成において、規制部材を、車両内部から該側壁方向の力が加えられたとき、下側の変形量が上側の変形量よりも相対的に大きな構造を有するものとすることも好適である。下側の変形量が、上側の変形量より相対的に大きなものとなっているので、横方向に力を受けた乗員の身体は、上述した姿勢保持具によるサポートを受けると共に、より上側でサポートされることになり、姿勢保持の機能が一層発揮される。
【００１５】
上下で変形量の異なるこうした構成は、種々の実現方法が考えられるが、例えば、規制部材を、側壁部材の内部に略水平方向に架設された複数本の部材から構成し、上側の部材の剛性を下側の部材の剛性より高く設定することによっても、容易に実現することができる。
【００１６】
車両としては、ここで、上側の部材の少なくとも一本を、アームレストとして形成することも、望ましい。
【００１７】
本発明の第３の車両用乗員補助装置は、乗員近傍の車体側壁を、車両内側から該側壁方向への力が加えられたとき、下側の変形量が上側の変形量よりも相対的に大きな構造としたことを要旨としている。この下側の変形量が、上側の変形量より相対的に大きなものとなっているので、横方向に力を受けた乗員の身体は、より上側でサポートされることになり、姿勢保持の機能が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１に示すように、この車両には、助手席用の通常のエアバッグ２０の他に、姿勢保持具としての姿勢保持エアバッグ２２が搭載されている。この姿勢保持エアバッグ２２の詳細な構成については、後述する。このほか、この車両には、助手席用のシートベルト２４、このシートベルト２４が装着されているか否かを検出するシートベルトセンサ２６、車両の横方向のロールを検出するロール角速度センサ３０、助手席に乗員が着座しているか否かを検出する着座センサ３２、種々の情報を表示するインナパネル３４などが装備されている。
【００１９】
姿勢保持エアバッグ２２の構成を図２に示した。この姿勢保持エアバッグ２２は、大気からエアを吸い込んでこれを圧搾するコンプレッサ４０、コンプレッサ４０により圧搾されたエアを蓄えるエアタンク４２、エアタンク４２内の圧力を所定圧に保つためにコンプレッサ４０に制御圧を出力するプレッシャレギュレータ４４、加圧された空気の流れを後述する制御ユニット５０からの指令により制御する高速制御弁４６、加圧されたエアにより膨張・展開されるエアバッグ本体４８から構成されている。姿勢保持エアバッグ２２は、車両走行中、コンプレッサ４０により圧搾された高圧のエアをエアタンク４２内に蓄積しており、姿勢保持の要請が制御ユニット５０から指令されると、高速制御弁４６を切り替えて、エアタンク４２内の高圧のエアをエアバッグ本体４８に導き、これを膨張・展開する。姿勢保持の必要がなくなると、高速制御弁４６は、エアタンク４２側の通路を閉鎖し、エアバッグ本体４８内の高圧のエアを大気に排気し、エアバッグ本体４８を急速に収縮・収納する。なお、収納については、エアバッグ本体４８を巻き取る収納補助機構４９を設けており、この機構４９により、エアバッグ本体４８は、ダッシュボード下部に無理なく収納される。
【００２０】
この姿勢保持エアバッグ２２は、エアバッグ本体４８が膨張・展開しても、主に乗員の腰から下を保持するので、助手席の乗員の視界を遮ることはない。
【００２１】
次に制御ユニット５０を中心とした制御システムについて説明する。図３は、制御ユニット５０を中心に、各センサやアクチュエータの接続を示すブロック図である。図示するように、この制御ユニット５０は、周知のＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５５、入力ポート５６、出力ポート５８、各部を接続するバス５９を備える。このＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４に記憶された制御プログラムを実行することにより、ロール角度の演算を行なうロール角度演算部、車両横方向の加速度の判定を行なう横加速度判定部、姿勢保持エアバッグ２２の動作を禁止する条件を判定する作動禁止判定部などを実現する。ＣＰＵ５２が実行する処理については、後述する。
【００２２】
ＣＰＵ５２は、制御を行なうに際して、入力ポート５６に接続されたロール角速度センサ３０，シートベルトセンサ２６および着座センサ３２から、それらの検出値を読み込み、車両の状況に応じて、出力ポート５８に接続された各種アクチュエータを制御する。ここでは、出力ポート５８には、インナパネル３４に設けられた表示・警報装置３６と姿勢保持エアバッグ２２の高速制御弁４６とが接続されており、ＣＰＵ５２は、制御の結果と必要に応じて、表示・警報装置３６を駆動して動作状態の表示や各種の警報を行なったり、姿勢保持エアバッグ２２を動作させたり非動作状態にするといった制御を行なう。
【００２３】
入力ポート５６に接続された各種のセンサの詳細について説明する。シートベルトセンサ２６は、図４に示しように、シートベルト２４の一端に設けられた係合金具６２が留め具６４に装着されたことを、留め具６４の本体６６に設けられたマイクロスイッチ６８により検出する構成を備える。マイクロスイッチ６８のノッチ６９を係合金具６２の先端が押圧することにより、シートベルト２４を正常に装着した状態でのみ、マイクロスイッチ６８がオンとなるのである。
【００２４】
また、着座センサ３２は、図５に示すように、助手席７０のシートクッション７２の下に設けられており、所定体重以上の乗員がシートクッション７２に腰を下ろすことによりたわむバー７４の動きをマイクロスイッチ７６により検出する構成を採っている。もとより、静電容量を用いたセンサや画像処理を用いたセンサなど、種々の着座センサが実現可能である。
【００２５】
ロール角速度センサ３０は、車両の横方向の運動であるロールを検出するものである。実施例では、コリオリの力を用いて回転角速度を検出するタイプのセンサを用いた。図６に一例を示すように、振動子８０の側面に貼付された電極８２に交番電圧を加えることにより振動子８０に図示Ｘ軸方向の振動を加える。この状態で、振動子８０に前後軸周りの回転運動が加わると、振動子８０にはコリオリの力が作用し、振動子８０はいわゆるバタ足運動を起こす。このバタ足運動の大きさを、側面に貼付した電極８４，８６により歪みとして検出することで、コリオリの力、つまりは角速度を検出することができる。ロール角速度センサ３０は、この電極８４，８６により検出した電圧を整流した後の平均値を、ロールレートＲＲとして、制御ユニット５０に出力する。なお、ロール角速度センサとしては、車両の前後軸の周りの回転に応じて所定の質量に生じる力を検出する加速度センサやガスジャイロなどの構成によっても実現することができる。
【００２６】
次に、姿勢保持エアバッグ２２を動作させる処理について説明する。制御ユニット５０は、車両が走行を開始すると、図７に示す姿勢保持具動作処理ルーチンを実行する。このルーチンが起動されると、まず処理のために変数などをリセットする処理が行なわれる（ステップＳ１００）。ここで、処理の開始からの時間を示す変数ｔと処理回数を示す変数Ｎを値０にセットする処理を行なう。なお、以下の処理において、ロール角速度のサンプリング周期は△ｔとする。
【００２７】
変数をリセットした後、ロール角速度センサ３０からロールレートＲＲを読み込む処理を行ない、あわせてサンプリング回数Ｎを値１だけインクリメントする処理を行なう（ステップＳ１１０）。次に、ロール角速度センサ３０から読み込んだロールレートＲＲが所定の閾値ＲＲ１以下か否かの判断を行ない（ステップＳ１２０）、閾値ＲＲ１より小さい場合には、特に車両に制御を行なうべきロールが発生してはいないとして、ステップＳ１３０以下のゼロ点ドリフト補正を行なう処理に移行する。
【００２８】
ゼロ点ドリフト補正とは、微少な直流電圧を出力とする機器で必要となる補正であり、こうした機器を長期間に亘って使用すると、環境温度の変化や累積ノイズにより、センサのゼロ点がずれて行くという現象を補正するものである。この処理では、まず処理開始からの時間ｔが所定時間ＴＨ以上となったか否かの判断を行ない（ステップＳ１３０）、所定時間ＴＨ以上となるまでは、ロールレートＲＲをサンプリング時間△ｔで積分して累積値ＳＲＲを更新する処理を行なう（ステップＳ１４０）。即ち、ＳＲＲ＝ＳＲＲ＋ＲＲ＊△ｔを演算するのである。次に、この累積値ＳＲＲを用いて補正済みロールレートＲＲＨを求める処理を行なう（ステップＳ１５０）。即ち、
ＲＲＨ＝ＲＲ−ＳＲＲ／ｔ
として、補正済みロールレートＲＲＨを求めるのである。この計算は、累積値ＳＲＲを経過時間ｔを除することにより、所定時間ｔにおけるロールレートＲＲの平均値を求め、この平均値と最新のロールレートＲＲとの偏差を求めることにより、補正済みロールレートＲＲＨを求めるのである。累積値ＳＲＲを経過時間ｔで除した値は、ドリフト補正後のゼロ点に相当する。従って、演算値ＲＲＨは、ドリフト補正を済ませたロールレートとなっている。その後、処理はステップＳ１１０に戻って、ロールレートＲＲの読み込みから、再度上記の処理を繰り返す。
【００２９】
ロールレートＲＲが閾値ＲＲ１以下であり経過時間ｔが所定時間ＴＨ未満である場合には、上述したステップＳ１１０ないしＳ１５０の処理を繰り返し、ロールレートＲＲが閾値ＲＲ１以下のまま所定時間が経過すると（ｔ≧ＴＨ）、これ以降は、過去の所定期間のロールレートＲＲに基づいてその累積値ＳＲＲを改めて演算し（ステップＳ１６０）、これを所定時間ＴＨで除して求めた平均値（これがゼロ点ドリフトを補正した後のゼロ点となる）とロールレートＲＲとの偏差を補正済みロールレートＲＲＨとして求める処理を行なう（ステップＳ１７０）。即ち、所定時間ＴＨが経過するまではそれまでに得られた全データから補正済みロールレートＲＲＨを演算し（ステップＳ１４０，１５０）、所定時間ＴＨが経過すると、それ以降の所定個数のデータから補正済みロールレートＲＲＨを演算するのである。ステップＳ１６０での演算は、時間ＴＨまでに得られたサンプル数ＮＨを求め（ＮＨ＝ＴＨ／△ｔ）、Ｎ−ＮＨ番目のロールレートＲＲからＮ番目のロールレートＲＲまでの計ＮＨ個のロールレートＲＲを累積し、これにサンプリング周期△ｔを掛けて累積値ＳＲＲを求めるものである。また、ステップＳ１７０での演算は、この累積値ＳＲＲを所定期間ＴＨで除し、これとロールレートＲＲとの偏差を、補正済みロールレートＲＲＨとして求めるものである。測定開始から所定期間中には演算に使用できるデータの個数が限られるので、所定期間ＴＨの前後により演算手法を代えて、ゼロ点ドリフトの補正を行ない、補正済みロールレートＲＲＨを求めるのである。
【００３０】
こうしてゼロ点ドリフト補正を行ないつつ補正済みロールレートＲＲＨを演算している間に、車両がその前後軸周りに大きく回転し、ロールレートＲＲが閾値ＲＲ１より大きくなると（ステップＳ１２０）、図８に示した処理に移行する。この場合には、まずロール角を算出するとして、経過時間を示す変数ｔとロール角を示す変数ＲＡとを、値ゼロにリセットする処理を行なう（ステップＳ１８０）。次に、ロール角ＲＡを積分演算により更新する処理を行なう。即ち、
ＲＡ＝ＲＡ＋ＲＲＨ＊△ｔ
を演算するのである（ステップＳ１９０）。
【００３１】
こうして求めたロール角ＲＡが、上限値ＲＡ１以上か否かを判定し（ステップＳ２００）、未だ上限値ＲＡ１以上となっていなければ、次に経過時間ｔが判定値τ１以上となったか否かの判断を行なう（ステップＳ２１０）。経過時間ｔが判定値τ１未満であれば、ステップＳ１９０に戻って、ロール角ＲＡの更新処理から上述した処理（ステップＳ１９０ないし２１０）を繰り返す。一旦車両が大きくロールして大きなロールレートを示した後（ステップＳ１２０）、ロールが収まって行く場合には、演算したロール角ＲＡが上限値ＲＡ１以上となることなく所定の時間τ１が経過する。この場合には、ロール角度ＲＡは緩やかに戻っているものと判断し、ロール角ＲＡを徐々に低減してゆくべく、徐減定数Ｋだけロール角ＲＡを低減する（ステップＳ２２０）。その後、ロール角ＲＡが下限値ＲＡ２以下となったかを判断し（ステップＳ２３０）、下限値ＲＡ２以下となるまでは、上記処理を繰り返し、下限値ＲＡ２以下となった場合には、図７に示したステップＳ１００から処理を再度実行する。
【００３２】
他方、一旦大きなロールレートが検出され（ステップＳ１２０）、演算したロール角ＲＡが上限値ＲＡ１以上となった場合には、車両のロール角が所定以上となったと判断し（ステップＳ２４０）、姿勢保持具の展開について判断する処理に移行する。即ち、まずシートベルトセンサ２６の状態に基づいて行なわれるシートベルトが非装着状態か否かの判断（ステップＳ２５０）、および助手席７０に乗員が座っているか否かを示す着座センサ３２のオンオフの判断（ステップＳ２６０）を行ない、シートベルトセンサ２６が非装着でかつ乗員が着座している場合には、姿勢保持具を展開する処理を行なう（ステップＳ２７０）。他方、シートベルト２４が装着されているか乗員が着座していない場合には、姿勢保持具を収納・非動作状態とする処理を行なう（ステップＳ２８０）。即ち、姿勢保持具が展開されていればこれを収納し、非展開状態であればそのまま非動作の状態に保つのである。
【００３３】
この実施例では、姿勢保持具は、姿勢保持エアバッグ２２であり、これを展開する際には、高速制御弁４６に対して開弁を指示する信号を出力ポート５８を介して出力し、高速制御弁４６を開いてエアタンク４２からの高圧のエアをエアバッグ本体４８に送り込む。この結果、エアバッグ本体４８は、急速に膨張して、所定形状に展開し、助手席７０に座った乗員の下半身を保持する。したがって、乗員は、所定以上のロールレートで車両がロールし、そのロール角ＲＡが上限値以上になって、乗員に横方向の力が加わるような場合、エアバッグ本体４８によって、乗員の姿勢は確保されることになる。こうしたエアバッグ本体４８による姿勢保持は、ロールの発生に抗して乗員が上半身に力を入れるといった姿勢保持の対応を補助し、姿勢保持を容易とする。なお、シートベルト２４をしているような場合には、シートベルト２４などによって乗員の姿勢はかなり確保されるので、エアバッグ本体４８を展開することはない。もとより、シートベルト２４を装着していても姿勢保持エアバッグ２２を展開するという対応も可能である。
【００３４】
以上の実施例では、姿勢保持具として、繰り返し動作可能な姿勢保持エアバッグ２２を用いたが、例えばシートベルト２４を姿勢保持具として用い、所定以上のロールの発生時にこれを巻き締めるといった構成としても差し支えない。あるいは、姿勢保持エアバッグ２２のエアバッグ本体４８を車体側面と乗員との間隙程度の大きさとし、所定以上のロールの発生時に車体側面から膨張・展開する構成とすることも可能である。また、発生したロールの大きさによっては、非可逆的な動作を行なうエアバッグ（例えば、エアバッグ２０と同様に、インフレータが発生するガスにより動作するものなど）を用いることも有用である。
【００３５】
また、本実施例では、ロール角速度センサ３０を用いて検出されるロール角に基づいて制御を行なったが、独立した横加速度センサを設け、このセンサが検出した横加速度に基づいて、姿勢保持エアバッグ２２の動作を制御することもできる。この場合、横加速度の値を直接判定して、所定以上の横加速度を検出したときに姿勢保持エアバッグ２２を展開するものとしても良いし、横加速度の微分値など横加速度に基づいて求められた値を用いて判定を行なっても良い。更には、横加速度とその演算値（微分値など）とから、三次元マップなどを参照して求めた値によって姿勢保持エアバッグ２２の動作条件を判定することも可能である。
【００３６】
次に本発明の第２の実施例について説明する。第２実施例の乗員姿勢保持装置は、第１実施例と同一のハードウエア構成備え、制御ユニット５０内での処理のみが異なる。即ち、同一の姿勢保持エアバッグ２２等を備え、制御ユニット５０内で実行する姿勢保持具動作処理ルーチンが異なるのである。制御ユニット５０内で実行される姿勢保持具動作処理ルーチンの要部を図９に示す。本制御ルーチンが実行されると、まずサンプリング周期△ｔでロール角速度センサ３０から角速度のデータＹを読み込む処理を行ない（ステップＳ３００）、このロール角速度Ｙから、ロールレートＲＲとロール角θとを演算する処理を行なう（ステップＳ３１０）。
【００３７】
ここで、ロールレートＲＲは所定の時間δｔ（実施例では１０ミリセカンド）におけるロール角速度Ｙの平均値として次式（１）により求められ、ロール角θは所定時間εｔ（実施例では５秒間）のロールレートＲＲの積分値として次式（２）により求められる。
【００３８】
【数１】
2007204046.tif 000003
【００３９】
【数２】
2007204046.tif 000004
【００４０】
なお、ここで、ロール角θを求める際、ロール角速度Ｙを直接積分せず、ロールレートＲＲを積分しているのは、ロール角速度センサ３０からの信号には、高周波成分が含まれており、この高周波成分をカットする必要があるからである。ロールレートＲＲの演算では、１０ミリセカンドの間の平均値を求めており、個の処理が、高周波成分をカットするソフトフィルタとして機能しているため、本実施例では、ロールレートＲＲを用いて、ロール角θを演算している。もとより、ロール角速度センサ３０の出力に、不要な高周波成分が含まれていない場合には、ロール角速度センサ３０からの角速度信号Ｙを直接積分しても差し支えない。また、ロール角θは、ディジタル処理においては、現在の測定値をＲＲｉとすると、n1回前から現在までのn1個のサンプリング値を用いて、次式（３）のように表わすこともできる。
【００４１】
【数３】
2007204046.tif 000005
【００４２】
次に、ロールレートＲＲとロール角θとの関係を参照し（ステップＳ３２０）、両者が図１０示す判定領域ＲＯに入っているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。図１０のマップは、予めＲＯＭ５４内に記憶されている。車輌のロール状態が、判定領域ＲＯに入っていいると判断された場合には、第１実施例と同様、シートベルトが非装着であるか否か（ステップＳ３５０）、着座センサ３２がオンであるか否か（ステップＳ３６０）の判断を行ない、シートベルト非装着でかつ着座センサ３２がオンの場合にのみ姿勢保持具である姿勢保持エアバッグ２２を展開する処理を行なう（ステップＳ３７０）。ロールレートＲＲとロール角θとの関係が上記判定領域Ｒ０に入っていないと判断された場合（ステップＳ３３０）、あるいは判定領域Ｒ０に入っている場合でも、シートベルトを装着しているかまたは着座センサ３２がオフの場合には、姿勢保持具である姿勢保持エアバッグ２２を非動作状態に保つかあるいは既に展開している場合にはこれを収納する処理を行なう（ステップＳ３８０）。
【００４３】
以上の処理により、本実施例では、単純にロールレートＲＲだけで判断するのではなく、例えばロールレートＲＲが低くても、ロール角θが大きい場合には、姿勢保持具である姿勢保持エアバッグ２２を動作状態とすることができ、乗員の姿勢の保持に資することができる。また、本実施例では、ロールレートＲＲとロール角θとの関係から、姿勢保持具を動作させる判定領域Ｒ０を設定しているので、この判定領域を実際の車輌の特性などに応じてきめ細かく、設定することができる。例えば、本実施例の姿勢保持装置を助手席に適用した場合には、助手席に着座している乗員に対してかかるロールによる力の向きが、上方向か下方向かにより、姿勢保持具を動作させる条件を変え、姿勢保持の援助をより効率的に行なわせることも可能である。また、短期間のうちのロールレートとロール角速度の来歴に基づいて、姿勢保持具を動作させるか否かの判断を異ならせるといった対応も可能である。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施の態様について、他の実施例を挙げて説明する。図１１は、車両の前扉を示す平面図であり、図１２は、そのＤ−Ｄ断面図である。図示するように、この車両扉３０５の下部には、アームレスト３１０としての膨らみが設けられている。このアームレスト３１０は、扉インナの鋼板ＤＩにサポートされつつ、扉アウタＤＴの外形線からみて、およそ５０ミリほど車室内側に突出している。このアームレスト３１０の上方には、規制部材３００が設けられている。この部材３００は、扉インナの鋼板ＤＩに直接固定されている。なお、扉３０５には、補強用のバー３２０が装備されている。
【００４５】
規制部材３００は、扉インナの鋼板ＤＩに直接固定されており、他方アームレスト３１０は、扉アウタＤＴに固定されており、鋼板ＤＩには間接的にサポートされているに過ぎない。したがって、仮にこの規制部材３００とアームレスト３１０とに同時に同じ程度の力が加わったとすると、規制部材３００はほとんど変形しないのに対して、アームレスト３１０は変形する。この結果、図１３に示すように、扉内壁に押しつけられた物体ＰＳは、アームレスト３１０の変形によって下部ほど扉側に押しつけられる形になり、車両の旋回やロールによって物体ＰＳが受ける力が重心の上側に作用して、物体を不安定にさせると言うことが少ない。この結果、この物体が乗員である場合には、上半身の姿勢保持が容易となる。
【００４６】
なお、この実施例は、姿勢保持エアバッグ２２を用いた第一実施例と別個に実施することもできるし、第一実施例の姿勢保持エアバッグ２２と共に実施することも可能である。同時に実施すれば、姿勢保持の効果が一層大きいことはもちろんである。もとより、他の姿勢保持具と共に実施することも可能である。また、アームレスト３１０は、特になくても差し支えない。更に、規制部材３００も扉から突出することなく、その外形形状に埋め込んで構成することも差し支えない。上記実施例では、規制部材３００とアームレスト３１０とを対で用いたが、更に複数の部材を両者の間に横方向に架設し、上側ほど剛性が高い構成とすることも差し支えない。また、扉内壁全体を上側ほど剛性が高く変形量が小さい構成することも好適である。
【００４７】
以上本発明の実施の態様について説明したが、本発明はこうした実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、姿勢保持具として、乗員とドアのとの間に入り込むように展開されるエアバッグを用いることもできる。こうしたエアバッグは、例えばフロントガラス両サイドのピラー等に収納され、乗員の身体とドアとの間や、乗員の頭部とドアとの間などに展開されるものであり、乗員とドアとの間に入り込むように展開されて、乗員の姿勢を横方向から保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例としての姿勢補助装置を組み込んだ車両の斜視図である。
【図２】姿勢保持エアバッグ２２の概略構成図である。
【図３】制御ユニット５０を中心とする構成を示すブロック図である。
【図４】シートベルトセンサ２６の構成を示す説明図である。
【図５】着座センサ３２の配置を示す説明図である。
【図６】ロール角速度センサ３０の概略構成図である。
【図７】姿勢保持具動作処理ルーチンの一部を示すフローチャートである。
【図８】姿勢保持具動作処理ルーチンの残部を示すフローチャートである。
【図９】第２実施例における姿勢保持具動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】姿勢保持具の動作条件を判断するロールレートＲＲとロール角θとの判定領域Ｒ０を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施例で用いた扉の平面図である。
【図１２】図１１におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】第２実施例における姿勢保持の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０…エアバッグ
２２…姿勢保持エアバッグ
２４…シートベルト
２６…シートベルトセンサ
３０…ロール角速度センサ
３２…着座センサ
３４…インナパネル
３６…警報装置
４０…コンプレッサ
４２…エアタンク
４４…プレッシャレギュレータ
４６…高速制御弁
４８…エアバッグ本体
５０…制御ユニット
５２…ＣＰＵ
５４…ＲＯＭ
５５…ＲＡＭ
５６…入力ポート
５８…出力ポート
５９…バス
６２…係合金具
６４…留め具
６６…本体
６８…マイクロスイッチ
６９…ノッチ
７０…助手席
７２…シートクッション
７４…バー
７６…マイクロスイッチ
８０…振動子
８２，８４，８６…電極
３００…規制部材
３０５…扉
３１０…アームレスト
３２０…バー
ＤＩ…鋼板
ＤＴ…扉アウタ
【図１】
2007204046.tif 000006
【図２】
2007204046.tif 000007
【図３】
2007204046.tif 000008
【図４】
2007204046.tif 000009
【図５】
2007204046.tif 000010
【図６】
2007204046.tif 000011
【図７】
2007204046.tif 000012
【図８】
2007204046.tif 000013
【図９】
2007204046.tif 000014
【図１０】
2007204046.tif 000015
【図１１】
2007204046.tif 000016
【図１２】
2007204046.tif 000017
【図１３】
2007204046.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月18日(2007.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のロール状態を、車輌前後軸周りの回転角速度であるロールレートと回転角度であるロール角とにより検出するロール状態検出手段と、
該ロールレートおよび該ロール角とに基づいて、前記車両のロール状態が所定の状態となっているとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする姿勢保持具能動手段と
を備えた車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
前記姿勢保持具能動手段は、前記ロールレートが予め定めた所定値以上であると判定した後、所定時間以内に、前記ロールレートをサンプリング時間毎に累積して求めたロール角が所定値以上となった場合には、前記ロール状対が所定の状態となったと判断する
車両用乗員姿勢保持装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
前記車両のロール状態についての前記所定の状態は、前記ロール角と前記ロールレートとをパラメータとする二次元マップにおいて、前記ロールレートの絶対値が大きい場合には絶対値の小さなロール角で該当し、前記ロール角の絶対値が大きい場合には、絶対値の小さなロールレートで該当する領域として定められた
車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項４】
前記姿勢保持具は、非可逆的に動作するエアバックである請求項１記載の車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項５】
前記姿勢保持具は、車体側面と乗員との隙間に膨張・展開するエアバッグである請求項１記載の車両用乗員姿勢補助装置。
【請求項６】
請求項１記載の車両用乗員姿勢補助装置において、
前記乗員を座席に拘束する拘束具の装着状態を検出する拘束具装着状態検出手段と、
該拘束具装着状態検出手段の検出結果に基づいて、該拘束具が装着されていると判断された場合には、前記姿勢保持具能動手段の動作を禁止する禁止手段と
を備えることを特徴とする車両用姿勢補助装置。
【請求項７】
請求項１記載の車両用乗員姿勢保持装置において、
乗員の座席への着座の状態を検出する着座検出手段と、
該着座検出手段の検出結果に基づいて、乗員が着座していないと判断された場合には、前記姿勢保持具能動手段の動作を禁止する禁止手段と
を設けたことを特徴とする車両用乗員姿勢補助装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の車両用乗員姿勢補助装置は、
車両のロール状態を、車輌前後軸周りの回転角速度であるロールレートと回転角度であるロール角とにより検出するロール状態検出手段と、
該ロールレートおよび該ロール角とに基づいて、前記車両のロール状態が所定の状態となっているとき、乗員の姿勢を保持する姿勢保持具を能動状態とする姿勢保持具能動手段と
を備えたことを要旨としている。この車両用乗員姿勢補助装置によれば、姿勢保持具の動作を、車輌前後軸周りの回転角速度であるロールレートと回転角度であるロール角とに基づいて行なうことが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】